本发明公开的一种用于大气探测的高光谱分光装置，包括激光接收和采集部分和多光束反射部分，多光束反射部分包括旋转台和准直透镜，旋转台上设置有Fabry‑Perot多光束反射腔，准直透镜位于双孔光阑和Fabry‑Perot多光束反射腔之间。本发明还公开了利用上述分光装置进行高精度的光谱分离的方法。本发明的有益效果，利用第一楔形玻璃板和第二楔形玻璃板内表面产生的多光束反射光在透镜焦平面处产生干涉，实现对米散射信号和瑞利散射信号的高精度分光。改变第一楔形玻璃板和第二楔形玻璃板内表面反射率的膜层可以实现对任何波长的使用，突破了采用原子或分子蒸汽吸收池的高光谱分辨率激光雷达适用波长较少的局限。
